【手続補正書】
【提出日】平成18年5月22日(2006.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  アルミニウム合金製冷間鍛造用素材
【特許請求の範囲】
【請求項１】  Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなり、結晶粒径が２００μｍ以下となされているアルミニウム合金製冷間鍛造用素材。
【請求項２】  Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなる押出用ビレットを直接押出することを特徴とするアルミニウム合金製冷間鍛造用素材の製造方法。
【請求項３】  Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなる押出用ビレットを間接押出することを特徴とするアルミニウム合金製冷間鍛造用素材の製造方法。
【請求項４】  請求項１記載のアルミニウム合金製冷間鍛造用素材を冷間鍛造することにより製造され、鍛造後の調質が施されていない鍛造品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はアルミニウム合金製冷間鍛造用素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばアルミニウム合金製ハードディスク用ハブ材を冷間鍛造により製作するためのアルミニウム合金製冷間鍛造用素材としては、延性に優れたJIS Ａ６０６１のＯ材またはＴ１材からなるものが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の素材から製作された鍛造品の最終質別はＴ６にすることが要求されているので、鍛造後に溶体化処理および人工時効処理という調質を施す必要ある。ところで、通常、鍛造品メーカーは、素材メーカーから素材を購入して鍛造を行うだけであって、溶体化処理および人工時効処理からなる調質を外注しているのが実情であり、そのためコストが高くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、JIS Ａ６０６１−Ｔ４材からなる冷間鍛造用素材を用いて冷間鍛造を行い、鍛造後の調質を省略することが考えられているが、JIS Ａ６０６１−Ｔ４材は延性に乏しく、冷間鍛造時に割れが発生するおそれがあるため、鍛練成形比の低い冷間鍛造しか行えないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、冷間鍛造後の熱処理による調質を不要とし、しかも鍛練成形比の高い冷間鍛造を行いうるアルミニウム合金製冷間鍛造用素材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
この発明によるアルミニウム合金製冷間鍛造用素材は、Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなり、結晶粒径が２００μｍ以下となされているものである。
【０００７】
この発明の冷間鍛造用素材において、材料となるアルミニウム合金における合金成分の限定理由は、次の通りである。
【０００８】
ＳｉおよびＭｇの含有量の上限値はJIS Ａ６０６１におけるＳｉおよびＭｇの含有量の上限値よりも小さく、その下限値はJIS Ａ６０６１におけるＳｉおよびＭｇの含有量の下限値と同じである。ＳｉおよびＭｇは、JIS Ａ６０６１におけるＳｉおよびＭｇと同様に、Ｍｇ２Ｓｉを形成し、機械的性質を向上させる働きをするが、その含有量が下限値未満になると、このような効果を得ることができない。また、ＳｉおよびＭｇの含有量が上限値を越えると、粒界析出物が発生して延性が低下し、その結果冷間鍛造時に割れが発生するおそれがあって鍛造成形比の高い鍛造品を得ることができなくなる。したがって、Ｓｉ含有量は０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ含有量は０．８０〜０．８６重量％の範囲内で選ぶべきである。なお、ＳｉおよびＭｇの含有量の上限値がJIS Ａ６０６１におけるＳｉおよびＭｇの含有量の上限値よりも小さくなったことに起因して、JIS Ａ６０６１に比べて強度が低下するおそれがある。
【０００９】
Ｃｕの含有量の上限値はJIS Ａ６０６１におけるＣｕの含有量の上限値と同じであり、その下限値はJIS Ａ６０６１におけるＣｕの含有量の下限値よりも大きい。Ｃｕは、ＳｉおよびＭｇの含有量の上限値が上記の通りになったことによる強度低下を補って必要な強度を得る働きをするが、その含有量が下限値未満になると、この効果を得られず、必要な強度を得ることができない。また、Ｃｕ含有量が上限値を越えると、耐食性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０．３２〜０．４０重量％の範囲内で選ぶべきである。
【００１０】
Ｃｒの含有量は、JIS Ａ６０６１におけるＣｒの含有量と同一であり、その働きもJIS Ａ６０６１におけるＣｒの働きと同様に、粗大再結晶粒の発生を抑制することにある。
【００１１】
この発明の冷間鍛造用素材において、その結晶粒径を上記の通り限定したのは、結晶粒径が２００μｍを越えると、延性が低下するからである。冷間鍛造用素材の結晶粒径を２００以下にするには、素材を直接押出法により製作するのであれば、ビレット温度を４９０〜５３０℃とし、製品速度を８〜２０ｍ／分とするとともに、押出直後に水冷等により急冷するのがよい。また、素材を間接押出法により製作するのであれば、ビレット温度を３３０〜３７０℃とし、製品速度を１０〜２０ｍ／分とするとともに、押出後５２０〜５３０℃で１〜４時間加熱して水冷等により急冷する溶体化処理を施すのがよい。
【００１２】
この発明の冷間鍛造用素材によれば、JIS Ａ６０６１からなる素材の有する強度や耐食性を損なうことがない。しかも、延性が向上しているので、質別Ｔ４においても、冷間鍛造により鍛造成形比の高い鍛造品を割れを生じることなく成形することができ、その結果鍛造品メーカーにおいては、鍛造後調質を施す必要がなくなって、従来のように、鍛造後の調質を外注する場合に比べてコストが安くなる。
【００１３】
この発明による第１のアルミニウム合金製冷間鍛造用素材の製造方法は、Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなる押出用ビレットを直接押出することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明による第２のアルミニウム合金製冷間鍛造用素材の製造方法は、Ｓｉ０．４０〜０．４６重量％、Ｍｇ０．８０〜０．８６重量％、Ｃｕ０．３２〜０．４０重量％、Ｃｒ０．０４〜０．３５重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金よりなる押出用ビレットを間接押出することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明による鍛造品は、請求項１記載のアルミニウム合金製冷間鍛造用素材を冷間鍛造することにより製造され、鍛造後の調質が施されていないのである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施例を比較例とともに説明する。
【００１７】
実施例１
Ｓｉ０．４４重量％、Ｍｇ０．８０重量％、Ｃｕ０．３４重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる押出用ビレットを用いて、間接押出法により、ビレット温度３５０℃ 、製品速度２０ｍ／分の条件で作製した質別Ｔ１の押出形材を、５２５℃で１時間加熱した後水冷する溶体化処理を施すことによって、 質別Ｔ４の冷間鍛造用素材を製造した。
【００１８】
実施例２
Ｓｉ０．４４重量％、Ｍｇ０．８０重量％、Ｃｕ０．３４重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる押出用ビレットを用いて、直接押出法により、ビレット温度５１０℃、製品速度１０ｍ／分の条件で押出成形するとともに、押出直後に水冷することによって、質別Ｔ４の冷間鍛造用素材を製造した。
【００１９】
比較例
Ｓｉ０．７０重量％、Ｍｇ１．０重量％、Ｃｕ０．２０重量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる押出用ビレットを用いて、直接押出法により、ビレット温度５１０℃、製品速度１０ｍ／分の条件で押出成形するとともに、押出直後に水冷することによって、質別Ｔ４の冷間鍛造用素材を製造した。
【００２０】
評価試験
実施例１〜２および比較例の冷間鍛造用素材の結晶粒径を測定するとともに、その引張強さ（σＢ  ）および伸び（δ）を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１から明らかなように、実施例１および２の素材の伸びは比較例の素材に比べて大きく、しかもJIS Ａ６０６１−Ｏ材の平均伸び（３８％）と同等になっており、JIS Ａ６０６１−Ｏ材の場合と同様に、冷間鍛造により、鍛造成形比の高い鍛造品を割れを生じることなく成形しうること分かる。また、実施例１および２の素材の引張強さは比較例の素材と同等である。